Методические указания к решению задачи № 2
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1.
Задача №1.
Требуется перекачать воду из бака с атмосферным давлением в аппарат, в котором поддерживается избыточное давление ΔPДОП,МПа. Производительность насоса составляет G, т/ч. Длина всего трубопровода с учетом местных сопротивлений - 
, м. Трубопровод, по которому происходит движение воды от бака к аппарату, имеет размер диаметра dТР, мм и толщину d, мм. Материал, из которого изготовлен трубопровод – сталь с небольшой коррозией. На трубопроводе установлены: диафрагма (dОТВ=51,3мм), две задвижки и четыре отвода под углом 90°, что позволяет определить общий коэффициент местных сопротивлений, который будет равен
Σξ =0,5 + 1,0 + 8,25 + 2 x 0,5 + 4 x 0,23 = 11,7
Высота подъема воды – hПОД , м , динамический коэффициент вязкости ее при 20°CμВ=10-3 Па · с, плотность ρВ= 1000 кг/м3.
Определить мощность, потребляемую насосом, приняв общий КПД, равным η =0,65.
Исходные данные.
Таблица 1.
| Обозначение величины | Единицы измерения | По предпоследней цифре шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | ||
| G | т/ч | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| ΔPДОП | МПа | 0,010 | 0,012 | 0,013 | 0,014 | 0,015 | 0,016 | 0,017 | 0,018 | 0,019 | 0,020 |
Таблица 2.
|
|
|
| Обозначение величины | Единицы измерения | По последней цифре шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | ||
| hПОД | м | 15 | 17 | 18 | 20 | 21 | 12 | 13 | 14 | 10 | 16 |
| dТР | мм | 89 x 4 | 89 x 4 | 89 x 4 | 89 x 4 | 89 x 4 | 57 x 4 | 57 x 3,5 | 57 x 3,5 | 57 x 3,5 | 57 x 3,5 |
|
| м | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 |
Методические указания к решению задачи №1.
Перед решением задачи необходимо изучить теоретический материал, относящийся к данному разделу. Затем определить:
1. Объемный расход воды
, м3/с
Рис.1
2. Скорость воды в трубопроводе
3. Критерий Рейнольдса
4. Коэффициент гидравлического трения 
(по прилож.1), причем для труб с небольшой коррозией эквивалентную (среднюю) шероховатость внутренних стенок трубопровода принять Δэ = 0,0002 м , тогда относительная шероховатость будет равна 
.
5. Общее гидравлическое сопротивление трубопровода.
6. Потребляемую насосом мощность.
, кВт.
Задача № 2.
Определить поверхность теплообмена (F) одноходового кожухотрубного теплообменника, количество трубок и их длину для нагревания 10%-ного этилового спирта при массовом расходе его G,т/ч от tН до tК водой, протекающей в межтрубном пространстве и имеющей начальную температуру 
= 800C.
|
|
|
Скорость 10%-ного раствора этилового спирта можно принять равной w = 0,5 м/с, диаметр нагревательных трубок d = 25x2,5 мм, коэффициент теплоотдачи от горячей воды к стенке трубок – α1 = 800, Вт/м2К, термическое сопротивление загрязнений с обеих сторон стенки r = 0,00067 м2·К/Вт.
Кроме того, необходимо изобразить:
1) график изменения температур теплоносителей (воды и раствора этилового спирта), приняв противоточное направление теплоносителей;
2) схему кожухотрубного теплообменника.
Исходные данные.
Таблица 3.
| Обозначения величины | Единицы измерения | По предпоследней цифре шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | ||
| G | т/ч | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 0C | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 29 | 28 | 30 | 32 | 34 |
Таблица 4.
| Обозначения величины | Единицы измерения | По последней цифре шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | ||
| 0C | 20 | 18 | 19 | 22 | 21 | 23 | 24 | 24 | 20 | 17 |
| 0C | 45 | 40 | 43 | 42 | 41 | 44 | 45 | 47 | 46 | 42 |
Методические указания к решению задачи № 2
|
|
|
Перед решением задачи необходимо изучить теоретический материал, относящийся к данному разделу.
Затем определить:
1. Количество нагревательных трубок
, шт
где 
- площадь поперечного сечения одной трубки, м2;
ρ - плотность 10%-ного раствора спирта, кг/м3.
2. Количество теплоты, переданной от горячей воды к раствору спирта
, Вт
3. Критерий Рейнольдса (Re) для водно-спиртового потока.
4. Критерий Прандтля (Pr)
,
гдеС - теплоемкость 10%-ного раствора спирта, Дж/кг · К;
ρ - плотность 10%-ного раствора спирта, кг/м3;
μ - динамический коэффициент вязкости раствора спирта, Па · с;
λ - коэффициент теплопроводности раствора спирта, Вт/м · K.
Теплофизические свойства 10%-ного раствора спирта C, ρ, μ, λ выбираются из прилож. 2 по средней температуре
.
5. Коэффициент теплоотдачи
.
Критериальное уравнение для расчета Nu при турбулентном режиме движения водно-спиртового потока имеет вид
6. Коэффициент теплопередачи К, Вт/ м2,К
,
где λСТ – коэффициент теплопроводности стенки, принять равным 46,5 Вт/м,К
|
|
|
δ – толщина нагревательной трубки, м.
7. Среднюю разность температур
, если 
или 
, если 
.
8. Поверхность теплообмена
.
9. Длину нагревательных трубок
.
Приложение 1
Приложение 2
Теплофизические характеристики 10%-ного
Водно-спиртового раствора
| Температура t ,0С | Удельная теплоемкость С, кДж/кг·К | Плотность ρ, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м · К | Динамический коэффициент вязкости μ, Па·с |
| 20 | 4,262 | 982 | 0,55 | 1,548 · 10-3 |
| 30 | 4,270 | 979 | 0,57 | 1,153 · 10-3 |
| 40 | 4,283 | 975 | 0,58 | 0,896 · 10-3 |
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 484; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!